Interagire con una vera cabina di pilotaggio, risparmiando carburante, evitando l’usura di aerei e motori, consentendo di replicare condizioni pericolose e guasti del sistema senza mettere a rischio i piloti. È da oltre cinquant’anni che piloti e tecnici di manutenzione del mondo aeronautico si addestrano con i sistemi di simulazione. Ma i tempi sono cambiati. Con l’evoluzione della tecnologia, in tempi di digitalizzazione e di realtà virtuale, la simulazione approda ora in altri settori industriali. Personale da addestrare nella conduzione dei più diversi mezzi di trasporto, per operatività di macchine e impianti industriali, per confrontarsi in situazioni di emergenza, come incendi o fughe di sostanze nocive. La simulazione è la tecnologia abilitante la riduzione dei costi e dei rischi legati alla formazione reale. Può essere declinata nelle forme più diverse, sui classici sistemi sintetici o su software e realtà virtuali. L’obiettivo è sempre lo stesso: apprendere e imparare in un ambiente che riproduce il più fedelmente possibile le condizioni operative. «L’addestramento simulato ha delle enormi potenzialità di sviluppo, afferma Nicola Frisco, head of training and simulation di Txt e-tech, azienda della holding Txt e-solutions del gruppo Txt, la multinazionale italiana con un vasto posizionamento nel mercato dell’innovazione digitale con un’offerta che ruota attorno a tre cluster principali: Software Engineering, Digital Advisory e Smart Solution. Attraverso la divisione aerospace & defence, Txt e-tech sviluppa soluzioni per i più importanti player del settore aerospaziale.
Tra i clienti, produttori come Leonardo, Boeing, Airbus e compagnie aeree come American Airlines, Delta e Lufthansa. «Un software di simulazione è come un video game: di sessione in sessione si migliorano le prestazioni e si guadagnano punti», racconta Frisco. Sistemi ferroviari, piattaforme off-shore, linee di assemblaggio e movimentazione logistica di magazzino. La domanda è cross-industry. «Piloti, macchinisti, tecnici manutentori, operatori di linea. Esiste un fortissimo bisogno di formare queste categorie di lavoratori nel più breve tempo possibile e a costi ridotti. Un’esigenza che può essere soddisfatta soltanto con la simulazione», dice Frisco. Strumenti a supporto dell’operatività e gestione del sistema, applicazioni per monitorare la progressione del percorso di addestramento. In oltre trent’anni di esperienza Txt e-tech ha sviluppato un dominio di competenze e know-how trasversali all’intero processo di training & simulation. «Analisi basate su algoritmi di intelligenza artificiale consentono una formazione allineata al singolo operatore, stabilendo di volta in volta il livello di addestramento più corretto», spiega Frisco.
Le capacità ingegneristiche, di sviluppo software e di processo acquisite da Txt e-tech serviranno a dare vita a nuove dimensioni applicative. E in modalità del tutto inedite. As a service, per esempio, con sessioni di training accessibili in cloud per rendere più flessibile il percorso di formazione, evitando così di ricorrere ai costosi sistemi di simulazione sintetici installati presso i centri di addestramento. «Un training semplificato, che permette di arrivare all’utilizzo del simulatore complesso con un livello di maggiore di conoscenza e capacità di addestramento», sottolinea Frisco. La simulazione apre poi le porte al digital twin. «Riparare o sostituire parti o componenti in maniera corretta sono attività che vengono ormai eseguite con l’ausilio di modelli virtuali, con digital twin che permettono di effettuare tutta una serie di procedure in modo semplificato, riducendo costi ed errori», afferma Frisco. Digital twin e simulazione diventano infine le tecnologie abilitanti la nuova progettazione ingegneristica e per supportare l’intero ciclo di vita dei prodotti con la creazione di servizi dedicati, sostenendo il passaggio degli oem dalla vendita di prodotto al product as a service. «La tendenza è associare la vendita di prodotto al digital twin, la componente che permette di attivare servizi post-vendita. È il valore aggiunto per la futura sostenibilità di ogni gruppo industriale e manifatturiero», dice Frisco.
Competenze e know-how per la gestione di tutto il processo di simulazione
«Per ogni nuovo simulatore che realizziamo, per un aereo od elicottero, significa almeno un anno e mezzo di lavoro», afferma Frisco. Analisi del sistema, gestione dei requisiti, sviluppo delle soluzioni. I progetti in cui è coinvolta la divisione di Txt e-tech coinvolgono mediamente un team di 20 persone, in massima parte ingegneri aeronautici ed esperti di sviluppo software, con simulazioni articolate che rispecchiano in modo fedele la fisica e la dinamica dei sistemi. La piattaforma software è composta da più blocchi funzioni che poi vengono assemblati in funzione delle specifiche richieste. L’approccio che viene adottato per sviluppare questo tipo di soluzioni è di tipo modulare. Da una parte il blocco che riproduce le dinamiche di volo, dall’altra quello che riproduce i diversi impianti dell’aereo e poi quello che si occupa di simulare il mondo esterno, che replica digitalmente le condizioni meteo, di pioggia, neve o le possibili turbolenze. Insomma, il software offre una simulazione di tutti i possibili scenari di volo.
«Per lo sviluppo della soluzione partiamo sempre da una piattaforma base che viene poi adattata al singolo velivolo, dice Frisco. Lavoriamo per lo più su progetti chiavi in mano, prendendoci carico di tutto il processo di sviluppo software. Significa partire dall’analisi dei bisogni, quello che in gergo viene definito “training needs analysis”. Si studiano i requisiti e si lavora al design della soluzione. Una volta conclusa tutta la parte di progettazione, la soluzione va implementata, validata e, infine, certificata in compliance alle normative definite dalle autorità ed enti di competenza. Nel momento in cui si progetta un nuovo aereo non si parte mai da zero, si ha sempre una baseline comune», aggiunge Frisco. In ambito aeronautico, attorno ai classici simulatori di volo si stanno poi sviluppando soluzioni per addestrare gli operatori in specifiche missioni, sia in ambito civile che militare. Nell’utilizzo corretto del verricello di un elicottero in operazioni di salvataggio, per esempio, o per compiere esercitazioni su sistemi di bordo. O, ancora, in scenari di missione collaborativa dove piloti di elicotteri lavorano insieme a piloti di aereo e personale di terra assiste il coordinamento delle operazioni.
La simulazione in ambito industriale. Le nuove applicazioni per il training e formazione
I sistemi di addestramento fondati sulla simulazione sono applicabili a tutti i mercati dove serve formazione del personale, in cui sono richiesti uno sviluppo attivo e continuo delle competenze, in particolare nelle industrie che trattano prodotti complessi o dove si eseguono compiti ad alto rischio. «Nel railway stiamo sviluppando un sistema di simulazione software per l’addestramento dei controllori del traffico ferroviario in modo che siano in grado di operare in maniera corretta riducendo tutti i possibili rischi. Un ambiente virtuale che replica la postazione di controllo, con binari e treni simulati, e permette di condurre tutta una serie di operazioni come se si fosse nell’ambiente fisico», racconta Frisco. Altra possibile applicazione, nell’oil & gas. «Chi lavora su una piattaforma petrolifera ha necessità di essere addestrato per svolgere determinate procedure in caso di emergenza, in caso d’incendio, per esempio, o per risolvere criticità che causano malfunzionamenti. Situazioni che ovviamente non possono essere replicate dal vivo. È la stessa logica che viene applicata nell’addestramento velivoli quando per esempio si deve simulare l’avaria di un motore ed esercitarsi sulle procedure da eseguire», dice Frisco.
Digital twin e simulazione per il futuro as a service del manifatturiero
In Txt, la simulazione viene utilizzata anche in ambito progettuale per la creazione di prototipi. Una volta realizzato il prodotto, un aereo o un elicottero, il digital twin lo si può poi utilizzare per creare servizi a supporto dell’intero ciclo di vita. «Gli oem del settore non si concentrano più esclusivamente sulla vendita del prodotto, dice Frisco. È ormai importante avere un modello di riferimento digitale per fare aggiornamenti nelle varie fasi di tutto il ciclo di vita». Non solo, in ambito sales il digital twin abilita il virtual commissioning, con rendering 3D che permettono di migliorare i processi di vendita.
Digital twin, quindi, come valorizzazione e ottimizzazione delle attività commerciali. Con il digital twin, si pongono quindi le basi per un new deal industriale basato sul paradigma as a service: il contratto di acquisto non corrisponde più al solo prodotto ma include servizi basati sulla manutenzione predittiva e l’addestramento del personale nel corso dell’intero ciclo di vita dei prodotti. Come dice Frisco, «I vantaggi derivanti dall’utilizzo del digital twin sono indiscutibili: raccogliendo dati attraverso una sensoristica diffusa è possibile modellizzare i comportamenti in un ambiente virtuale; ciò consente di operare in maniera predittiva, anticipando potenziali pericoli e imprevisti prima che avvengano nella realtà».
Simulazione non solo per l’addestramento ma anche in fase operativa
Si deve intervenire all’interno di un impianto industriale? Il tecnico non ricorda più quale sia la procedura esatta di manutenzione? Bene, è possibile usare un qualsiasi dispositivo – cellulare, tablet o pc – e accedere a un contenuto addestrativo multimediale piuttosto che a un software di simulazione più avanzato. «Qualunque sia la formula utilizzata vale una semplice regola, dice Frisco: più la simulazione è fedele, più è immersiva, più l’apprendimento migliora». Soluzioni di realtà virtuale sviluppate da Txt e-tech sono utilizzate anche in ambito automotive dove è stato realizzato il digital twin di una linea produttiva che è servito a comprendere le diverse interazioni uomo-macchina.
«Applicazioni di virtual training rappresentano una soluzione vantaggiosa poiché consente alle aziende di fare formazione senza ricorrere a fermi macchina», spiega Frisco. Un training che riduce i costi di formazione e che risulta efficace soprattutto in ambienti dove ci sono alti turnover, dove i nuovi arrivati, devono essere messi nella condizione di apprendere velocemente procedure e sequenze di intervento. Infine, interessante è la possibilità di creare esperienze immersive che replicano ambienti di fabbrica o siti industriali per fare simulazione di situazioni emergenziali. «Come comportarsi in caso di incendio o nel caso succeda un guasto a uno dei componenti critici al funzionamento dell’impianto? Tutti questi imprevisti possono essere simulati, fornendo agli operatori risposte esaustive», afferma Frisco.
Da simulatori fisici a simulatori virtuali. Inizia la nuova era del virtual training. La piattaforma Pacelab Weavr e la joint venture con ProSim-Ts
I simulatori di volo fisici utilizzati da decenni nell’industria aeronautica stanno vivendo una fortissima evoluzione verso la realtà virtuale, mondi immersivi con cui si interagisce attraverso strumenti di visione dedicati. Rispetto alle tradizionali tecniche di addestramento, i nuovi sistemi di virtual training permetteranno di raggiungere gli stessi obiettivi di apprendimento con maggiore efficacia, velocità ed economicità. Affiancheranno, e parzialmente sostituiranno, gli attuali e costosi simulatori, che vengono oggi creati utilizzando le cabine dei vettori posizionate su piattaforme hexapod per simulare i movimenti e le sollecitazioni che si sperimentano nell’esperienza di volo. Seppur non si possa ancora sostituire l’addestramento specifico al simulatore full flight, la realtà virtuale può già oggi apportare grossi benefici nelle fasi iniziali dell’apprendimento, grazie a nuovi modelli di simulazione che si rivelano essenziali per il training di procedure e per la familiarizzazione con il cockpit. Sulla base degli enormi risparmi sui costi di addestramento al volo è quindi probabile che la realtà virtuale venga rapidamente adottata da molte società di servizi abilitate all’addestramento di piloti commerciali e privati.
Txt e-tech punta a capitalizzare le opportunità di questo futuribile mercato con soluzioni di training e formazione basate sulla piattaforma Weavr, realizzata da Pace, la società di prodotto dell’aerospace di Txt. Competenze e tecnologie che vengono oggi consolidate ed estese grazie alla joint venture con ProSim Training Solutions (ProSim-Ts), software house olandese specializzata nel settore della simulazione e dell’addestramento per l’aviazione civile. Con 300 installazioni di simulatori professionali in tutto il mondo che utilizzano il software proprietario ProSim-Ts, la società olandese è riconosciuta come una realtà emergente nel mercato dell’addestramento per l’aviazione civile. Oltre alle soluzioni fixed-based offre il Fms Trainer Software e altre funzionalità software per la formazione sulla manutenzione che permettono di migliorare le competenze degli utenti e di guidarli al livello successivo. La joint venture è stata formalizzata con un aumento di capitale che ha portato Txt a detenere il 40% di ProSim-Ts. L’accordo prevede la fornitura di finanziamenti e tecnologia per sostenere la crescita della software house. Prevista, infine, una serie di round di investimenti che consentiranno a Txt di aumentare la propria partecipazione fino al raggiungimento del 100% entro la fine del 2025.
(Ripubblicazione dell’articolo del 28 luglio 2023)
